(57)【要約】【課題】段差の乗り越えを楽に行わせるためキャスターに取付けられる補助輪を提供する。【解決手段】移動体にキャスターが備えられており、該キャスターが、キャスター軸と、旋回自在なフォークと、該フォークの下端部に車輪軸が回転自在に取付けられた車輪とからなり、該キャスターに取付けられる段差昇降用の補助輪であって、補助輪１０が、外周に、支軸１１を中心として互いに回転対称な位置に配設された、少なくとも３つの頂点を有する回転体１２と、回転体１２の頂点に、それぞれ回転自在に取り付けられたローラ１３とからなり、回転体１２が、その外周において、隣接する頂点間に摺動可能で摩擦抵抗が小さく、かつその中心方向に円弧状に凹んだガイド面12sを備えている。【選択図】図１
2007137305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体にキャスターが備えられており、該キャスターが、キャスター軸と、旋回自在なフォークと、該フォークの下端部に車輪軸が回転自在に取付けられた車輪とからなり、該キャスターに取付けられる段差昇降用の補助輪であって、
該補助輪が、その支軸を中心として互いに回転対称な位置に配設された、少なくとも３つの頂点を有する回転体と、該回転体の前記頂点に、それぞれ回転自在に取り付けられたローラとを備え、
該回転体は、隣接する前記頂点間に摺動可能で、前記支軸の中心方向に円弧状に凹んだガイド面を備えている
ことを特徴とするキャスター用補助輪。
【請求項２】
前記補助輪は、その支軸が、前記キャスターの前記車輪軸より上方の位置であり、かつキャスターの走行方向前方で前記フォークに取付けられ、
前記補助輪の隣接する二つのローラが、最下端に回転しており水平となっている状態で、前記キャスターの前記車輪軸より下方であり、前記車輪の下端位置より上に位置する
ことを特徴とする請求項１記載のキャスター用補助輪。
【請求項３】
前記補助輪と前記フォークとの間には、該補助輪の自由な回転を拘束するが、外力によって回転することを許容する自由回転拘束機構が設けられている
ことを特徴とする請求項１記載のキャスター用補助輪。
【請求項４】
前記回転体は、その支軸の軸方向からみて、前記ガイド面の側辺の一端部と、前記ガイド面を挟む隣接した両側のローラのうち、前記ガイド面の一端部側のローラ外周との交点が、
前記一端部側のローラの回転中心を通り、他端側のローラ外周に接する接線よりも外方に位置している
ことを特徴とする請求項１記載のキャスター用補助輪。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャスター用補助輪に関する。さらに詳しくは、キャスターを取付けた移動体、たとえば車椅子やストレッチャーその他種々の移動体においてキャスターの段差の乗り越えが楽に行えるようにする補助輪に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャスターを取付けた移動体の一例として車椅子がある。
車椅子の一般的な構成は、図９に示すように、椅子フレーム101に大輪102とキャスター103を取付け、椅子フレーム101には、シート104、背もたれ105、フットレスト106などを取付けたものである（特許文献１参照）。
前記キャスター103は、フットレスト106に乗せた人の足を巻き込んでけがをすることを避けるため、フットレスト106よりも、やや外側に配置し、かつ直径の小さい車輪が用いられる。
【０００３】
しかるに、キャスター103の直径が小さいと、ほんのわずかな段差でも乗り越えるのが難しく、４〜５cmの高さの段差であると実際には乗り越え不能に陥っている。このため車椅子あるいはキャスターを用いたストレッチャー等での移動は、建物内でも不便を感じることが少なくない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５２０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑み、キャスターでの段差の乗り越えを楽に行わせるため、キャスターに取付けられる補助輪を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明のキャスター用補助輪は、移動体にキャスターが備えられており、該キャスターが、キャスター軸と、旋回自在なフォークと、該フォークの下端部に車輪軸が回転自在に取付けられた車輪とからなり、該キャスターに取付けられる段差昇降用の補助輪であって、該補助輪が、その支軸を中心として互いに回転対称な位置に配設された、少なくとも３つの頂点を有する回転体と、該回転体の前記頂点に、それぞれ回転自在に取り付けられたローラとを備え、該回転体は、隣接する前記頂点間に摺動可能で、前記支軸の中心方向に円弧状に凹んだガイド面を備えていることを特徴とする。
第２発明のキャスター用補助輪は、第１発明において、前記補助輪は、その支軸が、前記キャスターの前記車輪軸より上方の位置であり、かつキャスターの走行方向前方で前記フォークに取付けられ、前記補助輪の隣接する二つのローラが、最下端に回転しており水平となっている状態で、前記キャスターの前記車輪軸より下方であり、前記車輪の下端位置より上に位置することを特徴とする。
第３発明のキャスター用補助輪は、第１発明において、前記補助輪と前記フォークとの間には、該補助輪の自由な回転を拘束するが、外力によって回転することを許容する自由回転拘束機構が設けられていることを特徴とする。
第４発明のキャスター用補助輪は、第１発明において、前記回転体は、その支軸の軸方向からみて、前記ガイド面の側辺の一端部と、前記ガイド面を挟む隣接した両側のローラのうち、前記ガイド面の一端部側のローラ外周との交点が、前記一端部側のローラの回転中心を通り、他端側のローラ外周に接する接線よりも外方に位置していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
第１発明によれば、段差に対して、回転体のガイド面を段差の角に接触させて、移動体を進行方向上方に引けば、ガイド面は、段差に対して摺動可能であるので、回転体を階段の角に滑らせながら上方に移動させることができる。そして、この回転体の動きにつられてキャスターが段差に上がろうとするので、キャスターが段差を越えやすくなり、小さな力でも段差越えが可能となる。
第２発明によれば、補助輪の支軸がキャスターの車輪軸より上方位置にあり、かつキャスターの走行方向前方にあることから、段差に対してキャスターよりも先に補助輪が接触を開始する。このため、補助輪による段差乗り越え補助動作が、どの段差に対しても確実に行える。
第３発明によれば、補助輪が勝手に回転しないので、キャスターによる走行が支障なく行え、また段差越えの際には小さな力で押すと、補助輪を回転させて段差越え動作をすることができる。
第４発明によれば、ガイド面が回転体の中心方向に向けて凹んだ円弧状に形成されているため、ガイド面が段差の角を滑るときの摩擦抵抗が小さくなる。また、回転体はガイド面と階段の角との接触部分が支点となって回転するので、ガイド面の上方に位置するローラと支点との間の距離が短くなり、ガイド面の上方に位置するローラの周速度が小さくなる。このため、ガイド面の上方に位置するローラを段差上面に載せるときの衝撃を小さくできる。さらに、ガイド面と階段の角との接触点は後方に移動しながら、その接触点を支点として、回転体が進行方向前方に連続的に回転する。したがって、ガイド面の上方に位置するローラを、段差上面に連続的に滑らかに載せることができる。これらの動きの結果、キャスターが段差を乗り越えやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
以下では、キャスターを使用する移動体として車椅子を一例として、その実施形態につき説明する。
図８において、Ａは車椅子で、椅子フレーム１に大輪２とキャスター３を取付けている。また、シート４や背もたれ５、フットレスト６を取付けている。Ｂは補助輪で、キャスター３に取付けられている。
【０００９】
つぎに、図１〜図３に基づき、キャスター３と補助輪Ｂの詳細を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る補助輪とキャスターの側面図である。図２は図１に示す補助輪とキャスターの正面図である。図３は補助輪の側面図である。図４は本発明の補助輪を用いたキャスターの段差乗越え作用の説明図である。
【００１０】
図１および図２に示すように、キャスター３は垂直なキャスター軸３１と、このキャスター軸３１の下端で、水平面で旋回自在に取付けられたフォーク３２と、このフォーク３２の下端で垂直面内で回転自在な車輪３３とから構成されている。３４は車輪３３の車輪軸である。なお、キャスター軸３１が旋回自在であって、フォーク３２はキャスター軸３１に固定したものであってもよい。
前記フォーク３２は、湾曲した形状を有している点で公知のものと同様であるが、中間部に補助輪Ｂを取付けるためのブラケット部３５が形成されている。このブラケット部３５は、キャスター３の進行方向前方に形成されている。
【００１１】
本実施形態の補助輪Ｂは、前記キャスター３のフォーク３２の左右両側に取付けられている。この補助輪３は、図示の実施形態ではキャスター３の両面に取り付けているが、キャスター３の片側のみに付けてもよく、段差の乗り越え補助動作が行えるならば、必ずしも両側に取付ける必要はない。
【００１２】
前記両側の補助輪Ｂは全く同一の構成であるため、以下ではとくに区別せずに一方の補助輪Ｂを説明する。
前記補助輪Ｂは支軸１１を有しており、この支軸１１には、回転体１２が回転自在に取付けられている。なお、支軸１１を回転自在にして回転体１２は支軸１１に固定してもよい。この回転体１２は、支軸１１の軸方向からみて、支軸１１を中心として互いに回転対称な位置に４つの頂点を有しており、各頂点には、それぞれローラ１３が回転可能に取り付けられている。すなわち、回転体１２には、支軸１１から等距離かつ９０°間隔で４つのローラ１３が取り付けられている。このような構成であり、補助輪Ｂは、回転体１２が支軸１１まわりに自転すると、４つのローラ１３が支軸１１まわりに公転することができる。
【００１３】
前記回転体１２には、隣接する頂点間における外周面に、それぞれ回転体１２の中心方向、言い換えれば支軸１１に向かって、円弧状に凹んでおり、その表面に、例えばプラスチックやナイロン等の素材で形成されたガイド部材が取り付けられている。そして、ガイド部材の表面が、特許請求の範囲にいうガイド面12sとなっている。
【００１４】
前記回転体１２の素材は、上記のプラスチック等の素材に限らず、階段等の段差との間の滑りが良く階段の角等と接触したときに音が出にくいものであればよい。
また、回転体１２の外周に設けられる頂点の数は、４個に限られず、３個以上であって、各頂点が互いに回転対称、すなわち支軸１１から等距離で、等角度間隔で設けられていればよい。
【００１５】
図３に詳細に示すように、回転体１２は、つぎの形状に特徴がある。
前記支軸１１の軸方向からみて、ガイド面12sの側辺の一端部と、ガイド面12sを挟む両側のローラ１３のうち、ガイド面12sの一端部側のローラ１３の外周とが交わる点を交点13eで示す。この交点13eは、一端部側のローラ１３の回転中心13pを通り、他端側のローラ１３の外周に接する接線Ｆよりも、支軸１１に対して外側に位置している。
【００１６】
さらに、ガイド面12sは、その側辺の一端部と、交点13eにおける一端側のローラ１３外周の接線とが成す角度が小さくなるように形成されている。つまり、ガイド面12sの側辺の一端部が、交点13eにおけるローラ１３の外周の接線と平行に近づくように形成されている。このため、ガイド面12sとローラ１３の外周面とが滑らかにつながっている。この利点は後で詳述する。
【００１７】
図２および図４において、２０は自由回転拘束機構を示している。
この自由回転拘束機構２０は２個のケーシング２１，２２を有しており、いずれのケーシング２１，２２も円筒状である。一方のケーシング２１はキャスター３のフォーク３２に固定され、他方のケーシング２２は補助輪Ｂの回転体１２に固定されており、いずれも支軸１１に貫通されている。
前記ケーシング２１には、適数個の深穴２３が形成され、その深穴２３にはバネ２４が挿入され、その先端のボール２５を外向きに押し付け付勢している。
一方、前記ケーシング２２の対向面には、円錐状の浅穴２６が形成されており、この浅穴２６は円周方向に４個所設けられている。前記ボール２５はバネで付勢されて、この浅穴２６に嵌り、回転体１２の自由な回転を拘束することができる。この浅穴２６の形成位置は、図１に示すように、下方位置に回転した２個のローラ１３，１３が水平になり、床（車輪３３の下端）から上方に離れるようになる位置である。
【００１８】
図５および図６は本実施形態の補助輪Ｂが階段等の段差乗り越え補助動作の説明図である。本発明では補助輪Ｂの補助動作がキャスター３の段差乗り越えに重要な役割を果たすので、まずこの補助動作を説明する。
図５(I) に示すように、図示しないキャスター３が段差ｂの手前に到達すると、補助輪Ｂの前方斜め下方のローラ13Bが段差ｂに接触する。
【００１９】
図５(II)に示すように、図５(I) の状態から補助輪Ｂを備えた移動体１を前方斜め上方へ押すか引くと、回転体１２が支軸１１まわりに自転できるので、ローラ13Bを段差ｂに押し付けたまま、ローラ13Bを支点として、回転体１２を前方へ回転させることができる。すると、ローラ13Bの上方に位置する回転体１２のガイド面12sを、段差ｂの角に接触させることができる。
【００２０】
図５(III) に示すように、ガイド面12sを段差ｂの角に接触させたまま、移動体１を前方斜め上方へ引くか押すと、ガイド面12sが段差ｂの角を滑り上がろうとする。
【００２１】
上記の段階で、回転体１２は、摩擦抵抗が小さい素材で形成されており、しかもガイド面12sが回転体１２の中心方向に向けて凹んだ円弧状しているため、ガイド面12sと段差ｂの角との接触面積が小さい。このため、ガイド面12sが段差ｂの角を滑るときの摩擦抵抗が小さくなる。したがって、段差ｂの角にガイド面12sを滑らせながら、引き上げる力を小さくすることができる。
【００２２】
また、ガイド面12sが、回転体１２の中心方向に向けて凹んだ円弧状をしているので、回転体１２は、段差ｂの角を摺動しながら、ガイド面12sと段差ｂの角の接触点を支点として回転する。このとき、ローラ13Cと支点との間の距離が短いため、ガイド面12sの上方に位置するローラ13Cの周速度が小さくなる。
しかも、回転体１２は前方へ移動するので、ガイド面12sと段差ｂの角との接触点は後方に移動し、その接触点を支点として、回転体１２が進行方向前方に連続的に回転する。
したがって、ガイド面12sの上方に位置するローラ13Cを、前方に移動させながら、段差ｂに滑らかに載せることができ、ローラ13Cを段差ｂの上面に載せるときの衝撃を小さくできる。
【００２３】
ついで、図６(IV)に示すように、図５(III) の状態からさらに前方斜め上方へ引くか押すと、ローラ13Cが段差ｂの上面を転動し、ガイド面12sと段差ｂの角との接触点は後方へ移動する。やがて、ガイド面12sの下方の一端とローラ13Bとが交わる部分に、段差ｂの上面の角が接触する。
【００２４】
この段階では、つぎの利点がある。図３に示すように、支軸１１の軸方向から見てガイド面12s側辺の一端部とローラ13Bの外周とが交わる部分は、ローラ13Bの回転中心からローラ13Cの外周に引いた接線Ｆよりも下方になる。
このため、段差ｂの角がローラ13Bに接触したときに、ローラ13Bの回転中心ＣＰは、段差ｂの角よりも上方に位置する。すると、前方斜め上方に引く力のうち、水平方向の分力が、段差ｂの角を支点としてローラ13Bを上方に回転させる回転力となるので、ローラ13Bを引き上げる力を軽減できる。
【００２５】
また、ローラ13Bは段差ｂの角に接触すると同時に前方に回転する。しかも、ガイド面12sとローラ13Bとが滑らかにつながっている。よって、ローラ13Bと段差ｂの角とが接触したときに衝撃や振動が発生することを抑えることができ、ローラ13Bを段差ｂの上面に滑らかに移動させることができる。
【００２６】
よって、本実施形態の補助輪Ｂの乗り越え補助動作は、引く力や押す力が小さくても、回転体１２のガイド面12sに段差ｂの角を滑らせて、補助輪Ｂを上方に移動させることができるという効果がある。
つぎに、この効果を利用する上記補助輪Ｂの補助動作によるキャスター３の段差乗り越え動作を、図７に基づき説明する。
【００２７】
図７の（Ｉ）はキャスター３によって床上を走行して、補助輪Ｂが段差ｂの角に当った状態である。この段差ｂに対して、回転体１２のガイド面１２ｓを段差ｂの角に接触させて、進行方向上方に引けば、ガイド面１２ｓは、段差ｂに対して摺動可能であるので、図７（II）に示すように、回転体１２を段差ｂ上に滑らせながら上方に移動させることができる。そして、図７（III）に示すように、回転体１２の動きにつられてキャスター３が段差に上がるので、キャスター３が段差ｂを越えやすくなり、小さな力でも段差越えが可能となる。
また、補助輪Ｂの支軸１１がキャスターの車輪軸３４より上方位置にあり、かつキャスター３の走行方向前方にあることから、図７（Ｉ）に示すように、段差ｂに対してキャスター３よりも先に補助輪Ｂが接触を開始する。このため、補助輪Ｂによる段差乗り越え補助動作が、どの段差ｂに対しても確実に行える。
さらに、補助輪Ｂは自由回転拘束機構２０によって勝手に回転しないので、キャスター３による走行が支障なく行え、また段差越えの際には小さな力で押すと、補助輪Ｂを回転させて段差越え動作をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明はキャスターを用いた移動体なら、どのような移動体にも適用でき、例えば上記の車椅子の外、ストレッチャー、種々の台車等が適用対象として例示できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例に係る補助輪とキャスターの側面図である。
【図２】図１に示す補助輪とキャスターの正面図である。
【図３】補助輪の側面図である。
【図４】補助輪の自由回転拘束機構の説明図である。
【図５】補助輪の段差乗り越え作用の説明図である。
【図６】補助輪の段差乗り越え作用の説明図である。
【図７】本発明の補助輪を用いたキャスターの段差乗越え作用の説明図である。
【図８】本発明に係る補助輪を取付けた車椅子の側面図である。
【図９】従来の車椅子の側面図である。
【符号の説明】
【００３０】
３        キャスター
１０        補助輪
１１        支軸
１２        回転体
12ｓ        ガイド面
１３        ローラ
２０        自由回転拘束機構
【図１】
2007137305.tif 000003
【図２】
2007137305.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007137305.tif 000007
【図６】
2007137305.tif 000008
【図７】
2007137305.tif 000009
【図８】
2007137305.tif 000010
【図９】
2007137305.tif 000011